4.3. Инструкции к лабораторным работам
Лабораторная работа
"Логический элемент 2И-НЕ ТТЛ" (первая
часть).
Цель
работы: изучить принципиальную схему и провести эксперимен-тальное
исследование элемента 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3.
Приборы и принадлежности
1. Источник
электропитания ИЭПП-2.
2. Прибор
комбинированный Щ4313 - 2 шт.
3. Авометр
АВО-63 (или аналогичный).
4. Микросхема
К155ЛА3 на плате.
5.
Соединительные провода.
6. Паяльник на
42 В.
7. Магазин
сопротивлений.
Задания для самостоятельной работы при
подготовке
к выполнению лабораторной работы
1. Знать
условное обозначение логического элемента И, режим положительной и
отрицательной логики работы элементов.
2. Записать таблицу истинности логического
элемента 2И-НЕ.
3. Нарисовать
контактную схему, реализующую для положительной логики логическую функцию
элементов И.
4. Перерисовать
из пособия В.С. Ямпольского “Основы автоматики и вычислительной техники”
условное обозначение микросхемы К155ЛА3.
5. Перерисовать из пособия В.С. Ямпольского “Основы
автоматики и вычислительной техники” схему базового логического элемента
2И-НЕ ТТЛ (рис. 3.5).
6. Переписать из
справочника по интегральным микросхемам
в тетрадь следующие основные параметры микросхемы К155ЛА3:
- напряжение
источника питания U и.п.
...........……………... ( В )
- потребляемая
мощность Р пот. не более
........….…..………. ( мВт )
- напряжение
логической единицы U не менее..….....…… ( В )
- напряжение
логического нуля U не более.…...…………… .......( В )
- входной ток логической единицы не
более ......…....……….. ( мкА )
- входной ток
логического нуля не более
...........…...………. ( мА )
- выходной ток
логической единицы ..................……………. .........(
мА )
- выходной ток
логического нуля
..................…........………. (
мА )
- время
задержки импульса
..............................…....………. (
нс )
7. По
справочнику определить выводы микросхемы К155ЛА3, на которые подается
напряжение питания.
8. Нарисовать
принципиальную схему подключения приборов для определения потребляемой
микросхемой мощности от источника питания.
9. Нарисовать
принципиальную схему подключения приборов для снятия зависимости выходного
напряжения логического элемента от тока нагрузки в состоянии логической единицы
на выходе элемента.
Указания по технике безопасности смотри в
инструкциях к приборам!
Лабораторные задания
1. Проверить
работоспособность микросхемы К155ЛА3, сопоставляя результаты эксперимента с
таблицей истинности логического элемента 2И-НЕ.
2. Определить
потребляемую микросхемой мощность в состоянии логической единицы на выходах
всех элементов и в состоянии логического нуля на выходах всех элементов.
3. В состоянии
логической единицы на выходе элемента снять зависимость выходного напряжения от
вытекающего выходного тока.
4. По построенному графику зависимости выходного напряжения логического
элемента от вытекающего выходного тока определить нагрузочную способность
элемента, зная, что напряжение логической единицы не менее 2,4 вольта, а
входной ток логической единицы не превышает 40 мкА.
5. Объяснить принцип работы логического элемента 2И-НЕ.
Литература
[1], [6], [7], [8], [25], [27],
[31], [34 ].
Лабораторная работа
"Логический элемент 2И-НЕ ТТЛ" (вторая
часть).
Цель
работы: изучить принципиальную схему и провести экспериментальное
исследование элемента 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3.
1. Источник
электропитания ИЭПП-2.
2. Прибор
комбинированный Щ4313 - 2 шт.
3. Авометр
АВО-63 (или аналогичный).
4. Микросхема
К155ЛА3 на плате.
5.
Соединительные провода.
6. Паяльник на
42 В.
7. Магазин
сопротивлений.
Задания для самостоятельной работы при
подготовке
к выполнению лабораторной работы
1. Знать условные обозначения логических элементов
И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, исключающее ИЛИ, режим положительной и
отрицательной логики работы элементов.
2. Записать в
тетрадь таблицы истинности перечисленных выше логических элементов.
3. Нарисовать
контактные схемы, реализующие для
положительной логики логические функции элементов И, ИЛИ, НЕ.
4. Почему
входной ток логического нуля в справочниках по интегральным микросхемам
указывают со знаком минус?
5. Перерисовать
в тетрадь принципиальную схему логического элемента 2И-НЕ с тремя состояниями
на выходе.
6. Нарисовать
принципиальную схему подключения приборов для измерения входного тока
логической единицы и логического нуля.
7. Нарисовать
принципиальную схему подключения приборов для снятия зависимости выходного
напряжения от втекающего выходного тока в состоянии логического нуля на выходе
элемента (в схеме предусмотреть резистор для ограничения выходного тока).
Указания по технике безопасности смотри в
инструкциях к приборам!
Лабораторные задания
1. Определить
входной ток логической единицы и входной ток логического нуля по одному из
входов логического элемента. На второй вход элемента подать уровень логической
единицы, соединив вход с плюсом источника питания через резистор 1 кОм или
оставив его свободным.
2. Снять
зависимость выходного напряжения от входного напряжения на одном из входов (на
втором входе должно быть напряжение логической единицы).
3. В состоянии
логического нуля на выходе элемента снять зависимость выходного напряжения от
втекающего выходного тока.
4. По
построенному графику зависимости выходного напряжения от втекающего выходного
тока в состоянии логического нуля на выходе элемента определить нагрузочную
способность элемента, зная, что напряжение логического нуля не превышает 0,4 В,
а входной ток логического нуля не
более 1,6 мА.
5. По
результатам эксперимента определить результирующую нагрузочную способность
логического элемента 2И-НЕ ТТЛ.
6. Объяснить по
принципиальной схеме принцип работы логического элемента 2И-НЕ, логического
элемента с тремя состояниями на выходе.
Литература
[1], [6], [7],
[8], [25], [31], [34], [41].
Лабораторная работа
"Логический элемент 2И-НЕ КМОП"
Цель
работы: изучить принципиальную схему и провести экспериментальное
исследование элемента 2И-НЕ микросхемы К561ЛА7.
Приборы и принадлежности
1. Источник
электропитания ИЭПП-2.
2. Осциллограф
ОМЛ-3М.
3. Прибор
комбинированный Щ4313 - 2 шт.
4. Авометр
АВО-63 (или аналогичный).
5. Микросхема
К561ЛА7 на плате.
6. Магазин
сопротивлений.
7.
Соединительные провода.
8. Паяльник на
42 В.
Задания для самостоятельной работы при
подготовке
к выполнению лабораторной работы
1. Знать
условные обозначения логических элементов И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, исключающее
ИЛИ, режим положительной и отрицательной логики работы элементов.
2. Записать в
тетрадь таблицы истинности перечисленных выше логических элементов.
3. Нарисовать
контактные схемы, реализующие для
положительной логики логические функции элементов И, ИЛИ, НЕ.
4. Перерисовать
в тетрадь условное обозначение микросхемы К561ЛА7.
5. Объяснить
принцип работы логических элементов НЕ,
2И-НЕ серии КМОП.
6. Определить
по справочнику выводы микросхемы К561ЛА7, на которые подается напряжение
питания, переписать в тетрадь допустимые пределы изменения напряжения питания
КМОП микросхем.
Указания по технике безопасности смотри в
инструкциях к приборам!
Лабораторные задания
1. Проверить
работоспособность микросхемы К561ЛА7, сопоставляя результаты эксперимента с
таблицей истинности логического элемента 2И-НЕ
(Напряжение питания выбрать 5 вольт).
2. Определить
потребляемую микросхемой мощность в состоянии логической единицы на выходах
всех элементов и в состоянии логического нуля на выходах всех элементов.
3. В состоянии
логической единицы на выходе элемента снять зависимость выходного напряжения от
вытекающего выходного тока.
4. В состоянии
логического нуля на выходе элемента снять зависимость выходного напряжения от втекающего
выходного тока.
5. По построенному графику зависимости выходного
напряжения логического элемента от вытекающего выходного тока определить ток
нагрузки при выходном напряжении логической единицы, соответствующем 0,9
напряжения питания.
6. По построенному
графику зависимости выходного напряжения от втекающего выходного тока в
состоянии логического нуля на выходе элемента определить максимальный выходной
ток при напряжении логического нуля, не превышающем 0,1 напряжения питания.
Литература
[1], [6], [7],
[8], [25], [31], [34], [41].
Лабораторная работа
"Электронный ключ на биполярном транзисторе"
Цель
работы: провести экспериментальное исследование электронного ключа на
биполярном транзисторе (германиевом и кремниевом).
Приборы и принадлежности
1. Источник
электропитания ИЭПП-2.
2. Генератор
прямоугольных импульсов напряжения.
3. Авометр
АВО-63 (или аналогичный).
4. Плата с
транзисторным ключом.
5. Осциллограф
С1-134
6.
Соединительные провода.
7. Паяльник на
42 В.
8. Транзисторы,
резисторы и конденсаторы.
Задания для самостоятельной работы при
подготовке
к выполнению лабораторной работы
1.
Устройство, принцип работы и характеристики биполярных транзисторов.
2. Переходные процессы в RC-цепях.
3. Режимы работы транзистора в схеме ключа (режим отсечки, активный режим и
режим насыщения).
4. Динамический режим транзисторного ключа.
Указания по технике безопасности смотри в
инструкциях к приборам!
Лабораторные задания
1. Зарисовать форму сигнала на
коллекторе и базе транзистора при подключенном и отключенном конденсаторе в
цепи базы при наличии на входе ключа прямоугольных импульсов напряжения.
Сравнить осциллограммы для кремниевого и германиевого транзисторов.
2. Исследовать влияние сопротивления
резистора в цепи коллектора и конденсатора в цепи базы на скорость переключения
транзистора.
3. Исследовать влияние конденсатора в
цепи базы на скорость переключения транзистора.
4. Исследовать работу низкочастотных
и высокочастотных транзисторов в схеме ключа.
Литература.
[1], [6], [7],
[8], [25], [30], [41].
Лабораторная работа
"Генераторы негармонических колебаний
на микросхемах ТТЛ"
Цель
работы: изучить принципиальную схему и провести экспериментальное исследование
генератора прямоугольных импульсов напряжения
на микросхемах К155ЛА3
(мультивибратор и одновибратор).
Приборы и принадлежности
1. Источник
электропитания ИЭПП-2.
2. Генератор
прямоугольных импульсов (самодельный).
4. Осциллограф
С1-34.
5. Соединительные
провода.
Задания для самостоятельной работы при
подготовке
к выполнению лабораторной работы
1. Принцип работы и
характеристики логического элемента 2И-НЕ ТТЛ.
2. Переходные характеристики RC-цепей.
3. Перерисовать из [22] принципиальную
схему генератора прямоугольных импульсов напряжения на микросхемах ТТЛ
(мультивибратор и однобибратор), изучить принцип работы генератора импульсов.
Указания по технике безопасности смотри в
инструкциях к приборам!
Лабораторные задания
1.
Подключить генератор прямоугольных импульсов напряжения к источнику постоянного
напряжения.
2.
Определить диапазон частот и измерить амплитуду генерируемых прямоугольных
импульсов напряжения.
3.
Зарисовать осциллограммы во всех характерных точках мультивибратора и
одновибратора. Осциллограммы должны быть
согласованы между собой во времени. Объяснить принцип работы генератора
прямоугольных импульсов.
Литература
[1], [6], [7],
[8], [22], [25], [30], [41].
Лабораторная работа
"Генераторы негармонических колебаний
на микросхемах КМОП"
Цель
работы: изучить принципиальную схему и провести экспериментальное
исследование генератора прямоугольных импульсов напряжения на
микросхемах К561ЛА7 (мультивибратор и одновибратор).
Приборы и принадлежности
1. Источник
электропитания ИЭПП-2.
2. Генератор
прямоугольных импульсов (самодельный).
4. Осциллограф
С1-34.
5.
Соединительные провода.
Задания для самостоятельной работы при
подготовке
к выполнению лабораторной работы
1.
Принцип работы и характеристики логического элемента 2И-НЕ КМОП.
2. Переходные характеристики RC-цепей.
3. Перерисовать из [22]
принципиальную схему генератора прямоугольных импульсов напряжения на
микросхемах КМОП (мультивибратор и однобибратор), изучить принцип работы
генератора.
Указания по технике безопасности смотри в
инструкциях к приборам!
Лабораторные задания
1.
Подключить генератор прямоугольных импульсов напряжения к источнику постоянного
напряжения.
2.
Определить диапазон частот и измерить амплитуду генерируемых прямоугольных
импульсов напряжения.
3.
Зарисовать осциллограммы во всех характерных точках мультивибратора и
одновибратора. Осциллограммы должны быть
согласованы между собой во времени. Объяснить принцип работы генератора
прямоугольных импульсов напряжения.
Литература
[1], [6], [7], [8], [22], [25],
[31], [41].
Лабораторная работа
"Изучение RS-триггеров, D-триггеров и
JK-триггеров, счетных триггеров, арифметико-логических устройств, счетчиков,
сумматоров, универсальных сдвиговых регистров, мультиплексоров, ОЗУ и других
элементов ЭВМ на самодельных стендах" (8 часов)
Приборы и принадлежности
1. Источник
электропитания ИЭПП-2.
2. Стенд для
изучения элементов ЭВМ (самодельный).
3. Платы с
изучаемыми микросхемами.
Задания для самостоятельной работы при
подготовке
к выполнению лабораторной работы
1. Изучить с
привлечением литературы [21], [25] материал второй главы настоящего пособия.
Указания по технике безопасности смотри в
инструкциях к приборам!
Лабораторные задания
1. Изучить алгоритм работы рассмотренных во второй главе настоящего
пособия микросхем.
Литература
[20], [21], [25], [28], [31], [33],
[40], [41].
Лабораторная работа
"Учебная модель операционного блока
ЭВМ (стенд ОАиВТ)"
Цель
работы: научиться выполнять арифметические и арифметико-логические операции
на стенде ОАиВТ с использованием ОЗУ.
Приборы и принадлежности
1. Источник
электропитания ИЭПП-2.
2. Стенд ОАиВТ.
Задания для самостоятельной работы при
подготовке
к выполнению лабораторной работы
1. Изучить инструкцию к стенду
ОАиВТ.
2. Повторить алгоритм работы
следующих узлов: шифратор-дешифра-тор, мультиплексор-демультиплексор,
арифметико-логическое устройство, реверсивный счетчик с предварительной
установкой информации, оперативное запоминающее устройство, регистры.
3. Изучить материал третьей
главы настоящего пособия.
Указания по технике безопасности смотри в
инструкциях к приборам!
Лабораторные задания
1.
Выполнить задания, приведенные в главе 3 настоящего пособия.
2. Выполнить задания по
указанию преподавателя.
Литература
[20], [25], [31], [33], [40], [41].